JP2003103197A - プラスチック等の静電選別方法 - Google Patents
プラスチック等の静電選別方法Info
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- JP2003103197A JP2003103197A JP2001299304A JP2001299304A JP2003103197A JP 2003103197 A JP2003103197 A JP 2003103197A JP 2001299304 A JP2001299304 A JP 2001299304A JP 2001299304 A JP2001299304 A JP 2001299304A JP 2003103197 A JP2003103197 A JP 2003103197A
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- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C9/00—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks
- B04C2009/001—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks with means for electrostatic separation
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
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- Electrostatic Separation (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Cyclones (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラスチック等の複数の物質を静電的に選
別する方法に関する。従来、静電選別手法については新
たに開発された事例が少ないため、選別精度が高く、簡
易な手法によりプラスチック類を単種選別できる技術の
開発が望まれていた。 【解決手段】 本発明は、摩擦帯電列の異なる複数の
物質から成る混合物を摩擦帯電させ、これを電界中に自
然落下させることから成る静電選別方法である。特に、
サイクロンを用いて摩擦帯電させることが好ましく、サ
イクロンの内壁を分離しようとする物質の摩擦帯電列の
中間の物質で覆うと分離効率がよい。また、サイクロン
の該円筒部の長さを該コーン部の長さの２倍以上にする
と、帯電効率が向上し、連続処理も可能になる。
別する方法に関する。従来、静電選別手法については新
たに開発された事例が少ないため、選別精度が高く、簡
易な手法によりプラスチック類を単種選別できる技術の
開発が望まれていた。 【解決手段】 本発明は、摩擦帯電列の異なる複数の
物質から成る混合物を摩擦帯電させ、これを電界中に自
然落下させることから成る静電選別方法である。特に、
サイクロンを用いて摩擦帯電させることが好ましく、サ
イクロンの内壁を分離しようとする物質の摩擦帯電列の
中間の物質で覆うと分離効率がよい。また、サイクロン
の該円筒部の長さを該コーン部の長さの２倍以上にする
と、帯電効率が向上し、連続処理も可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、プラスチック等
の複数の物質を静電的に選別する方法に関し、より詳細
には、サイクロンを用いてプラスチック等の複数の物質
を静電帯電させ、これを電界中で選別する方法に関す
る。
の複数の物質を静電的に選別する方法に関し、より詳細
には、サイクロンを用いてプラスチック等の複数の物質
を静電帯電させ、これを電界中で選別する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、プラスチック類のリサイクルはそ
の生産量自体の増加から、社会的に重要な課題になって
いる。ところが、プラスチックをリサイクルする種々の
工程では、同種のプラスチックを高品位（純度）で収集
・調達する事が必要不可欠であり、このことが一因とな
って、プラスチック類のリサイクル率を低迷させている
と云われている。現在、プラスチックのリサイクルを推
進するには事前選別が極めて重要であり、特に消費者か
ら排出される時点での選別状態に大きく依存している。
一方、物理化学的作用を用いたプラスチックの有効な選
別分離技術は未だ完全に確立されておらず、研究報告や
技術報文などで取り上げられることも少なかった。
の生産量自体の増加から、社会的に重要な課題になって
いる。ところが、プラスチックをリサイクルする種々の
工程では、同種のプラスチックを高品位（純度）で収集
・調達する事が必要不可欠であり、このことが一因とな
って、プラスチック類のリサイクル率を低迷させている
と云われている。現在、プラスチックのリサイクルを推
進するには事前選別が極めて重要であり、特に消費者か
ら排出される時点での選別状態に大きく依存している。
一方、物理化学的作用を用いたプラスチックの有効な選
別分離技術は未だ完全に確立されておらず、研究報告や
技術報文などで取り上げられることも少なかった。
【０００３】異なる種類のプラスチックが混合している
プラスチック類の選別には、水処理を必要とする湿式選
別法と必要としない乾式選別法がある。湿式法では、発
明者らは、浮選とドラム型選別法にて比重差のあるプラ
スチックを高品位で回収する方法を報告した（G. Dodbi
ba et al.: “Combination of sink-float separation
and flotation technique for purification of shredd
ed PET bottle from PE or PP flakes” Int. J. Mine
r. Process., 2001）。乾式法は、リサイクル工程上特
に有効であることから、比重選別の他、コロナ放電や流
動床、振動フィーダ等を用いた静電選別法が比較的多く
検討されてきている。乾式法では、比重差がある場合に
は、空気テーブル（Oi, E. et al.: “Separation of p
olyvinyl chloride from shredded plastic mixture us
ing air table” Proc. 4th Int. Symposium on East A
sian Resources Recycling Technology, Kunming, 1997
p990）、ジグザグ管やじゃま板、仕切り板等を用いた
管による風力選別が使用される（Ito. S. et al.: “Pl
astic separation by pneumatic separator using diff
erentiated acceleration deceleration zone” Proc.
4th Int. Symposium on East Asian Resources Recycli
ng Technology, Kunming, 1997 p273）。また、大きな
ボトルサイズのプラスチック板は近赤外線を照射し、吸
収スペクトルを解析して判別する方法がある（例えば、
プラスチック種類判別計カタログ、オプト技研（株）,
1999）。しかし、比重差のほとんどないフレーク状のプ
ラスチック混合片の選別は困難であった。
プラスチック類の選別には、水処理を必要とする湿式選
別法と必要としない乾式選別法がある。湿式法では、発
明者らは、浮選とドラム型選別法にて比重差のあるプラ
スチックを高品位で回収する方法を報告した（G. Dodbi
ba et al.: “Combination of sink-float separation
and flotation technique for purification of shredd
ed PET bottle from PE or PP flakes” Int. J. Mine
r. Process., 2001）。乾式法は、リサイクル工程上特
に有効であることから、比重選別の他、コロナ放電や流
動床、振動フィーダ等を用いた静電選別法が比較的多く
検討されてきている。乾式法では、比重差がある場合に
は、空気テーブル（Oi, E. et al.: “Separation of p
olyvinyl chloride from shredded plastic mixture us
ing air table” Proc. 4th Int. Symposium on East A
sian Resources Recycling Technology, Kunming, 1997
p990）、ジグザグ管やじゃま板、仕切り板等を用いた
管による風力選別が使用される（Ito. S. et al.: “Pl
astic separation by pneumatic separator using diff
erentiated acceleration deceleration zone” Proc.
4th Int. Symposium on East Asian Resources Recycli
ng Technology, Kunming, 1997 p273）。また、大きな
ボトルサイズのプラスチック板は近赤外線を照射し、吸
収スペクトルを解析して判別する方法がある（例えば、
プラスチック種類判別計カタログ、オプト技研（株）,
1999）。しかし、比重差のほとんどないフレーク状のプ
ラスチック混合片の選別は困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、静電選別手法に
ついては新たに開発された事例が少ないため、選別精度
が高く、簡易な手法によりプラスチック類を単種選別で
きる技術の開発が望まれていた。
ついては新たに開発された事例が少ないため、選別精度
が高く、簡易な手法によりプラスチック類を単種選別で
きる技術の開発が望まれていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、サイクロン内
などで摩擦帯電させた２種類の混合プラスチック片を、
電界が作用する極板間中に落下させることで静電選別
し、１種類ずつの単独プラスチックに分離する手段を提
供する。具体的には、次の２段階の工程を含むものであ
る。（１）２種類のプラスチック混合片（例えば、ＰＥ
Ｔ／ＰＥの混合）を摩擦帯電用として用いるサイクロン
内で一定時間旋回運動させ、摩擦帯電させる。次に、
（２）帯電したプラスチック混合片を静電選別部分であ
る極板間（電界中）に自由落下させると（概念図：図
１）、プラスチック毎の帯電状態（表面電位の違い）
で、正（＋）極側と負（−）極側に引き寄せられ、単種
のプラスチックとして分離される。
などで摩擦帯電させた２種類の混合プラスチック片を、
電界が作用する極板間中に落下させることで静電選別
し、１種類ずつの単独プラスチックに分離する手段を提
供する。具体的には、次の２段階の工程を含むものであ
る。（１）２種類のプラスチック混合片（例えば、ＰＥ
Ｔ／ＰＥの混合）を摩擦帯電用として用いるサイクロン
内で一定時間旋回運動させ、摩擦帯電させる。次に、
（２）帯電したプラスチック混合片を静電選別部分であ
る極板間（電界中）に自由落下させると（概念図：図
１）、プラスチック毎の帯電状態（表面電位の違い）
で、正（＋）極側と負（−）極側に引き寄せられ、単種
のプラスチックとして分離される。
【０００６】即ち、本発明は、摩擦帯電列の異なる（即
ち、電気伝導率の異なる）複数の物質から成る混合物を
摩擦帯電させ、これを電界中に自然落下させることから
成る静電選別方法である。摩擦帯電列は摩擦による電荷
の発生し易さに順列を付けたものであり、例えば、プラ
スチックにおいては表１に示すような順列が知られてい
る。
ち、電気伝導率の異なる）複数の物質から成る混合物を
摩擦帯電させ、これを電界中に自然落下させることから
成る静電選別方法である。摩擦帯電列は摩擦による電荷
の発生し易さに順列を付けたものであり、例えば、プラ
スチックにおいては表１に示すような順列が知られてい
る。
【表１】
【０００７】この表において上のプラスチックほど負
（−）に近く帯電され、下のプラスチックほど正（＋）
に近く帯電される。本発明の方法は、ＡＢＳ、ＰＰ、Ｐ
Ｃ、ＰＥＴ、ＰＳ、ＰＥ、軟質ＰＶＣ、硬質ＰＶＣ及び
ＰＴＦＥ等の日常的なプラスチックを対象とするもので
あるが、これらのスポンジ、ウレタンフォーム、紙、ガ
ラス等、又はこれらの混在したシュレッダーダスト類、
各種繊維類の屑、比較的軽量な廃棄物の破砕屑等も対象
とすることができる。これらの分離を容易とするため
に、これらを平均長５ｍｍ以下の断片に裁断する前処理
を行うことが好ましい。
（−）に近く帯電され、下のプラスチックほど正（＋）
に近く帯電される。本発明の方法は、ＡＢＳ、ＰＰ、Ｐ
Ｃ、ＰＥＴ、ＰＳ、ＰＥ、軟質ＰＶＣ、硬質ＰＶＣ及び
ＰＴＦＥ等の日常的なプラスチックを対象とするもので
あるが、これらのスポンジ、ウレタンフォーム、紙、ガ
ラス等、又はこれらの混在したシュレッダーダスト類、
各種繊維類の屑、比較的軽量な廃棄物の破砕屑等も対象
とすることができる。これらの分離を容易とするため
に、これらを平均長５ｍｍ以下の断片に裁断する前処理
を行うことが好ましい。
【０００８】本発明においては、これらの混合物を如何
なる方法によって磨耗帯電させてもよいが、サイクロン
（サイクロン分級機）を用いて物質の混合物を摩擦帯電
させることが好ましい。サイクロンの概略図を図１の上
部に示す。サイクロンは、上部から空気を水平に吹き込
むことによりその中の粒子を円筒に沿って回転させ、遠
心力により空気などの流体から粒子を除去したり、粒子
をその大きさにより分級するためのじょうご形の装置で
あり、通常、上部が円筒状で下部がコーン状で下が窄ま
っている。一般的には、内径が８０ｃｍ程度である。本
発明においては、物質の断片をサイクロン中を回転させ
ながら、摩擦帯電させるため、円筒部の長さが長いほど
摩擦帯電を効果的に行うことが可能であるので好まし
い。例えば、円筒部の長さがコーン部の長さの２倍以
上、特に３倍以上であることが好ましい。また、円筒部
の長さを長くすると、物質の分離を連続的に行うことが
可能になり、本発明の方法全体を連続的に行うことがで
きるという利点もある。またサイクロンの内壁に分離し
ようとする物質の摩擦帯電列の中間の物質を用いると、
これら分離しようとする物質をより効果的に摩擦帯電さ
せることができる。
なる方法によって磨耗帯電させてもよいが、サイクロン
（サイクロン分級機）を用いて物質の混合物を摩擦帯電
させることが好ましい。サイクロンの概略図を図１の上
部に示す。サイクロンは、上部から空気を水平に吹き込
むことによりその中の粒子を円筒に沿って回転させ、遠
心力により空気などの流体から粒子を除去したり、粒子
をその大きさにより分級するためのじょうご形の装置で
あり、通常、上部が円筒状で下部がコーン状で下が窄ま
っている。一般的には、内径が８０ｃｍ程度である。本
発明においては、物質の断片をサイクロン中を回転させ
ながら、摩擦帯電させるため、円筒部の長さが長いほど
摩擦帯電を効果的に行うことが可能であるので好まし
い。例えば、円筒部の長さがコーン部の長さの２倍以
上、特に３倍以上であることが好ましい。また、円筒部
の長さを長くすると、物質の分離を連続的に行うことが
可能になり、本発明の方法全体を連続的に行うことがで
きるという利点もある。またサイクロンの内壁に分離し
ようとする物質の摩擦帯電列の中間の物質を用いると、
これら分離しようとする物質をより効果的に摩擦帯電さ
せることができる。
【０００９】帯電の程度は、図２に示す非接触型静電電
圧計で表面電位を測定することによって知ることができ
る。表面電位をＶｓとして、被測定物と静電電圧計との
距離をｒとすると、被測定物の帯電量は Ｑ＝４ε０ε
ｒπｒＶｓ（Ｃ）で表される。本発明においては、複数
の物質を分離するためには、物質の平均表面電位と他の
物質の平均表面電位との差が少なくとも０．５ｋＶであ
ることが好ましい。
圧計で表面電位を測定することによって知ることができ
る。表面電位をＶｓとして、被測定物と静電電圧計との
距離をｒとすると、被測定物の帯電量は Ｑ＝４ε０ε
ｒπｒＶｓ（Ｃ）で表される。本発明においては、複数
の物質を分離するためには、物質の平均表面電位と他の
物質の平均表面電位との差が少なくとも０．５ｋＶであ
ることが好ましい。
【００１０】このように分離しようとする物質の混合物
を帯電させた後にこの混合物を電界中に自然落下させ
る。その概略図を図１の下部に示す。摩擦帯電にサイク
ロンを用いた場合には、そのコーン部の出口から帯電物
が落下するところに電界が来るように電極を配置する。
これら絶縁物は自重で落下する間に、正に帯電したもの
は負電極側に引き寄せられ、負に帯電したものは正電極
側に引き寄せられる。この電界（Ｅ）は好ましくは３０
０Ｖ／ｍ以上、より好ましくは４００Ｖ／ｍである。帯
電量がＱである物質は電界の中でＦ＝ＱＥという力を受
けて、電界の末端で絶縁物は、その摩擦帯電列に従って
分離される。この電極の長さは物質の分離の程度を見な
がら適宜定めればよい。
を帯電させた後にこの混合物を電界中に自然落下させ
る。その概略図を図１の下部に示す。摩擦帯電にサイク
ロンを用いた場合には、そのコーン部の出口から帯電物
が落下するところに電界が来るように電極を配置する。
これら絶縁物は自重で落下する間に、正に帯電したもの
は負電極側に引き寄せられ、負に帯電したものは正電極
側に引き寄せられる。この電界（Ｅ）は好ましくは３０
０Ｖ／ｍ以上、より好ましくは４００Ｖ／ｍである。帯
電量がＱである物質は電界の中でＦ＝ＱＥという力を受
けて、電界の末端で絶縁物は、その摩擦帯電列に従って
分離される。この電極の長さは物質の分離の程度を見な
がら適宜定めればよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本選別法の分離手段につい
て説明するが、本発明をこれらに限定することを意図す
るものではない。本発明の静電選別方法を行う前に、処
理の対象であるプラスチック等に前処理を施してもよ
い。プラスチック等に金属等が混入している場合には、
鉄分はドラム型やロール型の乾式磁力選別機で分離す
る。アルミニウムなどの非磁性金属類は渦電流選別機に
て除去できる（本間忠、資源処理学会シンポジウム講演
資料、第一回：家電リサイクルと分離精製技術、2000,
p14）。次に、各種形状のプラスチック類の混合物はそ
のまま選別することが難しいので粉砕が必要である。も
しプラスチック等が汚れていて洗浄しなければならない
場合は、比重差があれば湿式選別法のほうが適する。こ
のようにしてプラスチック等の選別の前に金属片の除
去、粉砕を行うことができる。また、紙については、紙
もプラスチックも絶縁体であり、このままでは紙とプラ
スチックを分離できない。そこで両者の混合物を高湿度
（８０％、２０℃）に２〜３時間放置すると、紙のみが
水分を吸い込み、導電率が増大するが、疎水性のプラス
チックは絶縁体のままである。この処理により両者を静
電選別により分離することができる。
て説明するが、本発明をこれらに限定することを意図す
るものではない。本発明の静電選別方法を行う前に、処
理の対象であるプラスチック等に前処理を施してもよ
い。プラスチック等に金属等が混入している場合には、
鉄分はドラム型やロール型の乾式磁力選別機で分離す
る。アルミニウムなどの非磁性金属類は渦電流選別機に
て除去できる（本間忠、資源処理学会シンポジウム講演
資料、第一回：家電リサイクルと分離精製技術、2000,
p14）。次に、各種形状のプラスチック類の混合物はそ
のまま選別することが難しいので粉砕が必要である。も
しプラスチック等が汚れていて洗浄しなければならない
場合は、比重差があれば湿式選別法のほうが適する。こ
のようにしてプラスチック等の選別の前に金属片の除
去、粉砕を行うことができる。また、紙については、紙
もプラスチックも絶縁体であり、このままでは紙とプラ
スチックを分離できない。そこで両者の混合物を高湿度
（８０％、２０℃）に２〜３時間放置すると、紙のみが
水分を吸い込み、導電率が増大するが、疎水性のプラス
チックは絶縁体のままである。この処理により両者を静
電選別により分離することができる。
【００１２】次に、一例としてＰＥＴとＰＥの混合プラ
スチック片を分離する場合について説明する。１〜３．
５ｍｍに切断したＰＥＴとＰＥのプラスチック片を５０
％ずつ混合後（図３）、サイクロン内に空気とともに投
入し、流速を一定に調節しながら所定の時間プラスチッ
クを旋回させ、サイクロン内で摩擦帯電させる。図１の
その装置全体図を示す。このとき、サイクロン内にはＰ
ＥＴとＰＥの表面が効果的に摩擦帯電できるよう、サイ
クロンの内側壁面をＰＳのシートによって覆う。ＰＳは
ＰＥＴとＰＥがもつ表面電位の中間的な値を示し（表
１）、更にＰＳは仕事関数(Work Function)及び表面電
位の極性もＰＥＴとＰＥの中間を示すからである（表
２）。この仕事関数の大きいものほど相互の摩擦により
負に帯電されやすい。
スチック片を分離する場合について説明する。１〜３．
５ｍｍに切断したＰＥＴとＰＥのプラスチック片を５０
％ずつ混合後（図３）、サイクロン内に空気とともに投
入し、流速を一定に調節しながら所定の時間プラスチッ
クを旋回させ、サイクロン内で摩擦帯電させる。図１の
その装置全体図を示す。このとき、サイクロン内にはＰ
ＥＴとＰＥの表面が効果的に摩擦帯電できるよう、サイ
クロンの内側壁面をＰＳのシートによって覆う。ＰＳは
ＰＥＴとＰＥがもつ表面電位の中間的な値を示し（表
１）、更にＰＳは仕事関数(Work Function)及び表面電
位の極性もＰＥＴとＰＥの中間を示すからである（表
２）。この仕事関数の大きいものほど相互の摩擦により
負に帯電されやすい。
【表２】
【００１３】このようにＰＳシートをサイクロン内壁
（摩擦媒体）に用いることで、プラスチック片の表面が
効果的に正（＋）及び負（−）に摩擦帯電する。なお、
摩擦帯電させる時間と空気の流速については予備的な試
験に基づいて、帯電時間を５分、流速を１５．５ｍ／ｓ
に統一した。図４には帯電摩擦時間（分）とＰＥＴ及び
ＰＥとの表面電位との関係を示す。表１の摩擦帯電列の
示すとうりに、ＰＥＴは正に帯電し、ＰＥは負に帯電す
る。帯電摩擦時間が長くなるほどこれらの表面電位も大
きくなるが、約２０分で一定となることがわかる。図５
には、帯電時間を５分としたときの、サイクロン中の流
速とＰＥＴ及びＰＥの表面電位との関係を示す。流速が
大きいほど、サイクロンの内壁と物質の摩擦や物質同士
の摩擦が大きくなり、帯電量も大きいことがわかる。こ
の流速を１５．５ｍ／ｓに保った場合には、電界が３３
３ｋＶ／ｍにおいて十分な表面電位を有する。
（摩擦媒体）に用いることで、プラスチック片の表面が
効果的に正（＋）及び負（−）に摩擦帯電する。なお、
摩擦帯電させる時間と空気の流速については予備的な試
験に基づいて、帯電時間を５分、流速を１５．５ｍ／ｓ
に統一した。図４には帯電摩擦時間（分）とＰＥＴ及び
ＰＥとの表面電位との関係を示す。表１の摩擦帯電列の
示すとうりに、ＰＥＴは正に帯電し、ＰＥは負に帯電す
る。帯電摩擦時間が長くなるほどこれらの表面電位も大
きくなるが、約２０分で一定となることがわかる。図５
には、帯電時間を５分としたときの、サイクロン中の流
速とＰＥＴ及びＰＥの表面電位との関係を示す。流速が
大きいほど、サイクロンの内壁と物質の摩擦や物質同士
の摩擦が大きくなり、帯電量も大きいことがわかる。こ
の流速を１５．５ｍ／ｓに保った場合には、電界が３３
３ｋＶ／ｍにおいて十分な表面電位を有する。
【００１４】しかし、余り流速が早くなると、帯電量が
過大に大きくなり、図６に示すように絶縁物がサイクロ
ンの内壁に静電接着することとなるため、流速には上限
があることに注意する必要がある。図６では、この流速
が１５．５ｍ／ｓの場合に、供給量の５．１重量％がサ
イクロンの内壁に接着した。このようにプラスチック表
面を摩擦帯電させた後、サイクロン内の空気の流れを停
止し、帯電した混合プラスチック（ＰＥＴとＰＥ）を平
均電界強度３３３ｋＶ／ｍの電界中に自然落下させる。
電界中のプラスチックは表面の正負の帯電状況により、
ＰＥＴ（表面が＋に帯電）は負極側へ引き寄せられ、Ｐ
Ｅ（表面が−に帯電）は正極側へ引き寄せられ、結果的
に選別分離される。なお、電界底部にはプラスチック用
の回収ボックス（５ブロック（ｂ１〜ｂ５）、図１）を
設置して分離できるようにする。
過大に大きくなり、図６に示すように絶縁物がサイクロ
ンの内壁に静電接着することとなるため、流速には上限
があることに注意する必要がある。図６では、この流速
が１５．５ｍ／ｓの場合に、供給量の５．１重量％がサ
イクロンの内壁に接着した。このようにプラスチック表
面を摩擦帯電させた後、サイクロン内の空気の流れを停
止し、帯電した混合プラスチック（ＰＥＴとＰＥ）を平
均電界強度３３３ｋＶ／ｍの電界中に自然落下させる。
電界中のプラスチックは表面の正負の帯電状況により、
ＰＥＴ（表面が＋に帯電）は負極側へ引き寄せられ、Ｐ
Ｅ（表面が−に帯電）は正極側へ引き寄せられ、結果的
に選別分離される。なお、電界底部にはプラスチック用
の回収ボックス（５ブロック（ｂ１〜ｂ５）、図１）を
設置して分離できるようにする。
【００１５】このようにして、２種混合のプラスチック
は電界中で静電選別され、回収ボックス中の単種プラス
チックの品位(grade)が９５％以上、実収率(recovery)
は７５％以上で回収可能であった（図７〜１０）。ＰＥ
ＴとＰＥが電界中で静電選別されると、ＰＥはほとんど
回収ボックスｂ１（負電極側）に回収され、ＰＥＴはほ
とんど回収ボックスｂ４又は５（正電極側）に回収され
た。図７は積算の品位及び積算の実収率を示す。なお、
物質Ａの品位及び積算の実収率は回収ボックス毎に下式
で計算される。 品位 ＝（回収されたＡの量）／（回収された全体の
量）×100 実収率 ＝（回収されたＡの量）／（投入したＡの全
量）×100 図７は、回収ボックスｂ４及びｂ５において、ＰＥＴの
品位と実収率がそれぞれ９８．３２％と７８．４５％で
あることを示す。図８は、回収ボックスｂ１において、
ＰＥの品位と実収率がそれぞれ９５．１５％と７５．８
４％であることを示す。
は電界中で静電選別され、回収ボックス中の単種プラス
チックの品位(grade)が９５％以上、実収率(recovery)
は７５％以上で回収可能であった（図７〜１０）。ＰＥ
ＴとＰＥが電界中で静電選別されると、ＰＥはほとんど
回収ボックスｂ１（負電極側）に回収され、ＰＥＴはほ
とんど回収ボックスｂ４又は５（正電極側）に回収され
た。図７は積算の品位及び積算の実収率を示す。なお、
物質Ａの品位及び積算の実収率は回収ボックス毎に下式
で計算される。 品位 ＝（回収されたＡの量）／（回収された全体の
量）×100 実収率 ＝（回収されたＡの量）／（投入したＡの全
量）×100 図７は、回収ボックスｂ４及びｂ５において、ＰＥＴの
品位と実収率がそれぞれ９８．３２％と７８．４５％で
あることを示す。図８は、回収ボックスｂ１において、
ＰＥの品位と実収率がそれぞれ９５．１５％と７５．８
４％であることを示す。
【００１６】図９と１０は電界の強度がこれら品位と実
収率にどのような影響があるかを示した図である。図９
は電界が２００ｋＶ／ｍと３３３ｋＶ／ｍにおけるＰＥ
Ｔの積算の品位及び積算の実収率を示し（図７は電界が
３３３ｋＶ／ｍである。）、図１０は電界が２００ｋＶ
／ｍと３３３ｋＶ／ｍにおけるＰＥの積算の品位及び積
算の実収率を示す（図８は電界が３３３ｋＶ／ｍであ
る。）。これらから電界強度が大きいほど品位と実収率
が良好であることがわかる。更に、一度電界中で分離さ
せたプラスチックのうち、選別状態の悪いプラスチック
（回収ボックスｂ２〜ｂ４中のプラスチックが低いも
の）をもう一度摩擦帯電させる２段階（繰り返し）帯電
により、品位・実収率が向上することが明らかになった
（図１１、図１２）。図１１及び１２はそれぞれＰＥＴ
及びＰＥについて２段階帯電を行った後の積算の品位及
び積算の実収率を示す。
収率にどのような影響があるかを示した図である。図９
は電界が２００ｋＶ／ｍと３３３ｋＶ／ｍにおけるＰＥ
Ｔの積算の品位及び積算の実収率を示し（図７は電界が
３３３ｋＶ／ｍである。）、図１０は電界が２００ｋＶ
／ｍと３３３ｋＶ／ｍにおけるＰＥの積算の品位及び積
算の実収率を示す（図８は電界が３３３ｋＶ／ｍであ
る。）。これらから電界強度が大きいほど品位と実収率
が良好であることがわかる。更に、一度電界中で分離さ
せたプラスチックのうち、選別状態の悪いプラスチック
（回収ボックスｂ２〜ｂ４中のプラスチックが低いも
の）をもう一度摩擦帯電させる２段階（繰り返し）帯電
により、品位・実収率が向上することが明らかになった
（図１１、図１２）。図１１及び１２はそれぞれＰＥＴ
及びＰＥについて２段階帯電を行った後の積算の品位及
び積算の実収率を示す。
【００１７】
【発明の効果】本発明により、プラスチックの乾式静電
選別が可能となり、ＰＥＴとＰＥの混合系の場合だとＰ
ＥＴが品位９８％以上、実収率７８％以上、ＰＥでは品
位９５％以上、実収率７５％以上の高い分離効果を示し
た。つまり、サイクロンという比較的簡単な装置と空気
の流れ及び電界の作用により効果的なプラスチック分離
が可能であった。なお、このことは、他のプラスチック
種混合系への利用が可能であり、プラスチック類相互の
分離技術として波及効果が期待される。
選別が可能となり、ＰＥＴとＰＥの混合系の場合だとＰ
ＥＴが品位９８％以上、実収率７８％以上、ＰＥでは品
位９５％以上、実収率７５％以上の高い分離効果を示し
た。つまり、サイクロンという比較的簡単な装置と空気
の流れ及び電界の作用により効果的なプラスチック分離
が可能であった。なお、このことは、他のプラスチック
種混合系への利用が可能であり、プラスチック類相互の
分離技術として波及効果が期待される。
【図１】本発明の静電選別方法の概念図を示す図であ
る。上部にはサイクロン、下部には電極が配置されてい
る。ｂ１〜ｂ５は回収ボックスを示す。
る。上部にはサイクロン、下部には電極が配置されてい
る。ｂ１〜ｂ５は回収ボックスを示す。
【図２】物質の表面電位を測定する非接触型静電電圧計
を示す図である。
を示す図である。
【図３】ＰＥＴとＰＥのプラスチック片の混合を示す図
である。
である。
【図４】帯電摩擦時間とＰＥＴとＰＥの表面電位との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図５】サイクロン中の流速とＰＥＴとＰＥの表面電位
との関係を示す図である。帯電時間は５分である。
との関係を示す図である。帯電時間は５分である。
【図６】サイクロン内の流速と絶縁物がサイクロンの内
壁に静電接着する割合との関係を示す図である。
壁に静電接着する割合との関係を示す図である。
【図７】ＰＥＴとＰＥを静電選別した場合の、ＰＥＴの
積算の品位及び積算の実収率を示す図である。ｂ１（正
電極側）〜ｂ５（負電極側）は回収ボックスを示す。
積算の品位及び積算の実収率を示す図である。ｂ１（正
電極側）〜ｂ５（負電極側）は回収ボックスを示す。
【図８】ＰＥＴとＰＥを静電選別した場合の、ＰＥの積
算の品位及び積算の実収率を示す図である。
算の品位及び積算の実収率を示す図である。
【図９】電界の強度とＰＥＴの品位と実収率との関係を
示す図である。電界は２００ｋＶ／ｍと３３３ｋＶ／ｍ
である。
示す図である。電界は２００ｋＶ／ｍと３３３ｋＶ／ｍ
である。
【図１０】電界の強度とＰＥの品位と実収率との関係を
示す図である。電界は２００ｋＶ／ｍと３３３ｋＶ／ｍ
である。
示す図である。電界は２００ｋＶ／ｍと３３３ｋＶ／ｍ
である。
【図１１】ＰＥＴについて２段階帯電を行った後の品位
及び実収率を示す図である。
及び実収率を示す図である。
【図１２】ＰＥについて２段階帯電を行った後の品位及
び実収率を示す図である。
び実収率を示す図である。
フロントページの続き
(72)発明者 ジョルジ ドッドウビバ
秋田県秋田市西町２番町５棟４号 手形山
市営住宅
Ｆターム(参考） 4D053 AA03 AB01 BA01 BB02 BC01
BD04 CD25 DA10
4D054 GA01 GA09 GB06 GB09
4F301 AA12 AA15 AA17 AA18 AA25
AA30 BF08 BF12 BF26
Claims (8)
- 【請求項１】 摩擦帯電列の異なる複数の物質から成る
混合物を摩擦帯電させ、これを電界中に自然落下させる
ことから成る静電選別方法。 - 【請求項２】 サイクロンを用いて前記混合物を摩擦帯
電させる請求項１に記載の静電選別方法。 - 【請求項３】 前記サイクロンが上部の円筒部及び下部
のコーン部から成り、該円筒部の長さが該コーン部の長
さの２倍以上である請求項２に記載の静電選別方法。 - 【請求項４】 前記サイクロンの内壁に分離しようとす
る物質の摩擦帯電列の中間の物質を用いたことを特徴と
する請求項１〜３のいずれか一項に記載の静電選別方
法。 - 【請求項５】 前記混合物がＡＢＳ、ＰＰ、ＰＣ、ＰＥ
Ｔ、ＰＳ、ＰＥ、軟質ＰＶＣ、硬質ＰＶＣ及びＰＴＦＥ
から成る群から選択される複数のプラスチックから成る
請求項１〜４のいずれか一項に記載の静電選別方法。 - 【請求項６】 前記物質が平均長５ｍｍ以下の断片に裁
断されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の静電
選別方法。 - 【請求項７】 前記混合物の中の少なくとも一種の物質
の平均表面電位と他の物質の平均表面電位との差が少な
くとも０．５ｋＶである請求項１〜６のいずれか一項に
記載の静電選別方法。 - 【請求項８】 前記電界が３００ＫＶ／ｍ以上である請
求項１〜７のいずれか一項に記載の静電選別方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001299304A JP2003103197A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | プラスチック等の静電選別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001299304A JP2003103197A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | プラスチック等の静電選別方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003103197A true JP2003103197A (ja) | 2003-04-08 |
Family
ID=19120077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001299304A Pending JP2003103197A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | プラスチック等の静電選別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003103197A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100809117B1 (ko) | 2007-02-26 | 2008-03-04 | 한국지질자원연구원 | 에이비에스와 아크릴수지가 혼합된 혼합플라스틱의재질분리방법 |
| KR100835995B1 (ko) | 2007-02-22 | 2008-06-09 | 한국지질자원연구원 | 폴리염화비닐, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 에이비에스로이루어진 플라스틱의 재질에 따른 분리방법 |
| JP2011177624A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Mitsubishi Electric Corp | 静電選別装置 |
| JP2011245451A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | 静電選別装置および静電選別方法 |
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-
2001
- 2001-09-28 JP JP2001299304A patent/JP2003103197A/ja active Pending
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